Síntesis de resina Urea-Formaldehído OBJETIVO Sintetizar una resina polimérica a partir de urea y formaldehído siguiendo el mecanismo de policondensación o polimerización en etapas. INTRODUCCIÓN Las resinas de urea-formaldehído son una clase de polímeros de condensación que se emplean como resinas sintéticas obtenidas a través de la reacción entre la urea (un cristal sólido que se obtiene a partir de amoníaco) y del formaldehído (un gas altamente reactivo obtenido a partir de metanol), que suele estar catalizada por cloruro de amonio1 . Las resinas urea-formaldehído se utilizan principalmente como adhesivos para el encolado de madera contrachapada, tableros de partículas y otros productos de madera estructurada. Las primeras referencias a las resinas de urea/formaldehído datan de 1884.2 En 1897 Goldschmidt patentó el uso de resinas de urea/formol para su empleo como desecante.3 En las décadas siguientes comienza el uso masivo de este tipo de resinas, con un crecimiento exponencial a partir de 1930.4 1 930.4 En el año 2004 se emplearon unos 15 millones de toneladas de este tipo de resinas en el mundo, de los que seis correspondieron a Europa.5 Se puede decir que se trata de uno de los grupos de polímeros sintéticos más antiguos. Este polímero se utiliza en enormes cantidades, y se caracteriza por ser de bajo costo.4-8 En la Figura 1 se muestra el producto de reacción entre la urea y formaldehído, siendo esta reacción la más típica para formar la resina Urea-Formaldehído
PARTE EXPERIMENTAL En la tabla 1 se muestran los reactivos y materiales necesarios para llevar a cabo la práctica Tabla 1. Reactivos y materiales indispensables para la práctica
PROCEDIMIENTO En un vaso mezclar la urea con el formaldehído y el hidróxido de sodio. Luego, se coloca la mezcla a baño maría (90-100 °C) con agitación constante hasta lograr disolución de componentes. Una vez lograda la disolución, se coloca la mezcla en agua fría para favorecer el enfriamiento del sistema, sin interrumpir el proceso de agitación. A los 40 °C (o por debajo de esta temperatura), se agregan
2 o 3 gotas de fenolftaleína. Debido al pH de la disolución, al agregar la fenolftaleína se presenta la aparición de un color rosa. A continuación, se agrega gota a gota el HCl hasta que el color rosa desaparezca de la disolución. Luego, se adicionan de 2 a 5 gotas de colorante, bajo agitación constante. La mezcla es llevada a baño maría (sin interrumpir la agitación) y después de 10 minutos se agrega HCl gota a gota hasta que el líquido deje de fluir. Puede insertar un palo de madera para que quede sujeto al material y luego facilite su extracción del vaso.
Cuestionario 1. Consultar mecanismo de reacción de síntesis resina fenol-formaldehído 2. Identificar el tipo de polímero REFERENCIAS 1. Pizzi, A. In Wood Adhesives: Chemistry and technology; Pizzi, A., Ed.; Marcel Dekker: New York, 1986. 2. Tollens B, Ber Dtsch Chem Ges 1884, 17, 659. 3. Goldschmidt C, Ger Pat 96164 (1897). 4. Braun D, Ritzert HJ, Urea-Formaldehyde and Mezanine-Formaldehyde Polymers, en Comprehensive Polymer Science, Vol. 5, Cap 36, G. Allen, J.C. Bevington, eds., Pergamon Press, Oxford, 1989. 5. Dunky, M. Macromol Symp 2004, 217, 417 -429. 6. Meyer B, Urea-Formaldehyde Resins, Addison-Wesley, Londres, 1979. 7. Ebnesajjad S. Adhesives Technology Handbook, William Andrew Inc., Nueva York, 2008. 8. P izzi, A. Urea-Formaldehyde Adhesives, en Handbook of Adhesives Technology, A. Pizzi, K.L. MIttal, Marcel Dekker, Nueva York, 2003.
